vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"10.57070/2307-4497-2024-1(47)-81-85vsgiu-81Research ArticleРаздел 2. Металлургия и материаловедениеSection 2. Metallurgy and Materials ScienceИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПА ВЫДАЧИ СЛЯБОВ И ЗАГОТОВОК НА НЕРАВНОМЕРНОСТЬ ТЕПЛОВОГО СОСТОЯНИЯ И УГАР МЕТАЛЛА ПРИ НАГРЕВЕ В МЕТОДИЧЕСКИХ ПЕЧАХINVESTIGATION OF THE EFFECT OF THE RATE OF ISSUANCE OF SLABS AND BLANKS ON THE UNEVENNESS OF THE THERMAL STATE AND METAL CARBON MONOXIDE DURING HEATING IN METHODICAL FURNACESКузнецоваОльга ВладимировнаKuznetsovaOlga V.

магистрант

undergraduate student

vestnicsibgiu@sibsiu.ruhttps://orcid.org/0000-0001-7985-5666ТемлянцевМихаил ВикторовичTemlyantsevMikhail V.

д.т.н., профессор кафедры теплоэнергетики и экологии

Dr. Sci. (Eng.), Professor of the Department of Thermal Power Engineering and Ecology

uchebn_otdel@sibsiu.ruТемлянцеваЕлена НиколаевнаTemlyantsevaElena N.

к.т.н., доцент, и.о. заведующего кафедрой теплоэнергетики и экологии

Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof., Acting Head of the Chair “Thermal Power and Ecology”

elena.temlyantseva@yandex.ruhttps://orcid.org/0000-0002-8098-5895ЗапольскаяЕкатерина МихайловнаZapol’skayaEkaterina M.

преподаватель кафедры теплоэнергетики и экологии

Lecturer of the Department of Thermal Power Engineering and Ecology

beloglazova-ekat@mail.ruСибирский государственный индустриальный университетРоссияSiberian State Industrial UniversityRussian Federation202425032024018185Copyright © Кузнецова О.В., Темлянцев М.В., Темлянцева Е.Н., Запольская Е.М., 20252025Кузнецова О.В., Темлянцев М.В., Темлянцева Е.Н., Запольская Е.М.Kuznetsova O., Temlyantsev M., Temlyantseva E., Zapol’skaya E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/81

В работе проведен анализ факторов, влияющих на неравномерность нагрева металла в методических печах. Особое внимание уделено исследованию влияния неравномерности темпа выдачи стальных слябов и заготовок из методических нагревательных печей на их тепловое состояние и потери с угаром. В качестве инструмента для исследований использована разработанная ранее детерминированная математическая модель, позволяющая определять динамику теплового состояния и угар металла при нагреве в методических печах. Для решения поставленной задачи модель модернизирована, ее функционал расширен с целью учета неравномерности перемещения нагреваемого металла в печи. Установлено, что при относительно не высоком влиянии неравномерности темпа выдачи на конечное тепловое состояние слябов угар может меняться в 1,5 раза, что обусловлено влиянием температурно-временного фактора.

The paper analyzes the factors influencing the uneven heating of metal in methodical furnaces. Special attention is paid to the study of the influence of the uneven rate of delivery of steel slabs and blanks from methodical heating furnaces on their thermal condition and losses with carbon monoxide. A previously developed deterministic mathematical model was used as a research tool to determine the dynamics of the thermal state and metal carbon monoxide during heating in methodical furnaces. To solve this problem, the model has been modernized, its functionality has been expanded in order to take into account the uneven movement of the heated metal in the furnace. It was found that with a relatively low effect of the uneven rate of discharge on the final thermal state of the slabs, carbon monoxide can change by 1.5 times, due to the influence of the temperature-time factor.

методическая печьслябынагрев металлатемпературно-временные факторыmethodical furnaceslabsmetal heatingtemperature and time factorsReferencesГусовский В.Л., Ладыгичев М.Г., Усачев А.Б. Со-временные нагревательные и термические печи (конструкции и технические характе-ристики) / Под ред. А.Б. Усачева. Москва: Теплотехник. 2007:656.Gusovskii V.L., Ladygichev M.G., Usachev A.B. Modern heating and thermal furnaces (designs and technical characteristics) / A.B. Usachev ed. Moscow: Teplotekhnik. 2007:656. (In Russ.).Кривандин В.А., Егоров А.В. Тепловая ра-бота и конструкции печей черной метал-лургии. Москва: Металлургия.1989:462.Krivandin V.A., Egorov A.V. Thermal operation and designs of furnaces of ferrous metallurgy. Moscow: Metallurgiya.1989:462. (In Russ.).Перетятько В.Н., Темлянцев Н.В., Темлян-цев М.В., Михайленко Ю.Е. Нагрев сталь-ных слябов. Москва: Теплотехник. 2008:192.Peretyat'ko V.N., Temlyantsev N.V., Temlyantsev M.V., Mikhailenko Yu.E. Heating of steel slabs. Moscow: Teplotekhnik.2008:192. (In Russ.).Yan A., Chai T., Wu F., Wang P. Hybrid in-telligent control of combustion process for ore-roasting furnace. Journal of Control Theo-ry and Applications. 2008;6(1):80–85.Yan A., Chai T., Wu F., Wang P. Hybrid in-telligent control of combustion process for ore-roasting furnace. Journal of Control Theo-ry and Applications. 2008;6(1):80–85.Кузнецова О.В., Коноз К.С., Темлянцев М.В., Темлянцев Н.В. Исследование влияния не-равномерности нагрева заготовок в методи-ческих печах с механизированным подом на угар металла. В кн.: Теплотехника и инфор-матика в образовании, науке и производ-стве. Сборник докладов VI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых учёных (TИМ'2017) с международным участием. Екате-ринбург: Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина. 2017:62–66. EDN: ZSTQMT.Kuznetsova O.V., Konoz K.S., Temlyantsev M.V., Temlyantsev N.V. Investigation of the effect of uneven heating of workpieces in methodi-cal furnaces with mechanized hearth on metal carbon monoxide. In: Heat engineering and Computer science in education, science and production. Collection of reports of the VI All-Russian Scientific and Practical Conference of Students, postgraduates and Young Scientists (TIM'2017) with international participation. Ekaterinburg: Ural'skii federal'nyi universitet imeni pervogo Prezidenta Rossii B.N. El'tsina. 2017:62–66. EDN: ZSTQMT. (In Russ.).German M.L. Optimization of temperature regimes of walking-beam heating furnaces. Journal of Engineering Physics and Thermo-physics. 2006;79(4):736–740.German M.L. Optimization of temperature regimes of walking-beam heating furnaces. Journal of Engineering Physics and Thermo-physics. 2006;79(4):736–740.http://dx.doi.org/10.1007/s10891-006-0159-1http://dx.doi.org/10.1007/s10891-006-0159-1Арутюнов В.А., Бухмиров В.В., Крупенников С.А. Математическое моделирование тепловой работы промышленных печей. Москва: Метал-лургия. 1990:239. EDN: VJQRUM.Arutyunov V.A., Bukhmirov V.V., Krupennikov S.A. Mathematical modeling of the thermal opera-tion of industrial furnaces. Moscow: Metallurgiya. 1990:239. EDN: VJQRUM. (In Russ.).Соколов А.К. Совершенствование и оптимизация нагрева металла в газовых печах методом мате-матического моделирования. Иваново: ИГЭУ. 2012:255. EDN: OWFPWM.Sokolov A.K. Improvement and optimization of metal heating in gas furnaces by mathematical modeling. Ivanovo: IGEU. 2012:255. EDN: OWFPWM. (In Russ.).Ревун М.П., Соколов А.К. Моделирование нагрева металла при автоматизированном проектировании и управлении. Запорожье: ЗГИА. 2000:351. EDN: GNXPYN.Revun M.P., Sokolov A.K. Modeling of metal heating in computer-aided design and man-agement. Zaporozhye: ZGIA. 2000:351. EDN: GNXPYN. (In Russ.).Li G.-J., Li X.-T., Chen H.-G. The simplified method to calculate two-dimensional heat conduction equations of heating slab. Applied Mechanics and Materials. 2011;79:105–110. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.79.105Li G.-J., Li X.-T., Chen H.-G. The simplified method to calculate two-dimensional heat conduction equations of heating slab. Applied Mechanics and Materials. 2011;79:105–110. http://dx.doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.79.105Темлянцев М.В., Михайленко Ю.Е. Окисле-ние и обезуглероживание стали в процессах нагрева под обработку давлением. Москва: Теплотехник. 2006:200.Temlyantsev M.V., Mikhailenko Yu.E. Oxida-tion and decarbonization of steel in the pro-cesses of heating under pressure treatment. Moscow: Teplotekhnik. 2006:200. (In Russ.).Павлов В.В., Темлянцев М.В., Корнева Л.В., Сюсюкин А.Ю. Перспективные тех-нологии тепловой и термической обработки в производстве рельсов. Москва: Теплотех-ник. 2007:279. EDN: QMZWVN.Pavlov V.V., Temlyantsev M.V., Korneva L.V., Syusyukin A.Yu. Promising technolo-gies of thermal and heat treatment in the pro-duction of rails. Moscow: Teplotekhnik. 2007:279. EDN: QMZWVN. (In Russ.).Кузнецова О.В., Темлянцев М.В., Темлян-цева Е.Н., Уманский А.А., Скопич Д.В., Фатьянова Е.А. Исследование влияния не-равномерности перемещения слябов и заго-товок в методических печах на тепловое со-стояние металла. Вестник Российской ака-демии естественных наук. Западно-Сибирское отделение. 2018;21:100–108. EDN: YPWXUL.Kuznetsova O.V., Temlyantsev M.V., Temlyantseva E.N., Umanskii A.A., Skopich D.V., Fat'yanova E.A. Investigation of the effect of uneven movement of slabs and workpieces in methodical furnaces on the thermal state of the metal. Vestnik Rossiiskoi akade-mii estestvennykh nauk. Zapadno-Sibirskoe otdele-nie.2018;21:100–108.Кузнецова О.В., Темлянцев М.В., Темлян-цева Е.Н. К вопросу об учете неравномер-ности перемещения заготовок при матема-тическом моделировании процессов нагрева металла в методических печах. Вестник горно-металлургической секции Российской академии естественных наук. Отделение металлургии. 2018;40:49–53.EDN: YPWXUL. (In Russ.).Кузнецова О.В., Коноз К.С., Темлянцев М.В., Темлянцев Н.В. Исследование влияния не-равномерности нагрева заготовок в методи-ческих печах на процессы окалинообразо-вания. В кн.: Кузбасс: образование, наука, инновации. Материалы Инновационного конвента. 2017. С. 403-406.Kuznetsova O.V., Temlyantsev M.V., Tem-lyantseva E.N. On the issue of taking into ac-count the uneven movement of workpieces in the mathematical modeling of metal heating processes in methodical furnaces. Vestnik gor-no-metallurgicheskoi sektsii Rossiiskoi akade-mii estestvennykh nauk. Otdelenie metallurgii. 2018;40:49–53. (In Russ.).Jang J.H., Lee D.E., Kim M.Y., Kim H.G. In-vestigation of the slab heating characteristics in a reheating furnace with the formation and growth of scale on the slab surface. Interna-tional Journal of Heat and Mass Transfer. 2010;53:4326–4332. https://doi.org/10.1016/J.IJHEATMASSTRANSFER.2010.05.061Kuznetsova O.V., Konoz K.S., Temlyantsev M.V., Temlyantsev N.V. Investigation of the effect of une-ven heating of workpieces in methodical furnaces on the processes of scale formation. In: Kuzbass: educa-tion, science, innovation. Materials of the Innovation Convention. 2017:403–406. (In Russ.).Филиппова М.В., Перетятько В.Н., Темлян-цев М.В. Разработка и внедрение энерго- и ресурсосберегающих технологий обработки металлов давлением. Новосибирск: СО РАН. 2016:269. EDN: VWWFLN.Jang J.H., Lee D.E., Kim M.Y., Kim H.G. In-vestigation of the slab heating characteristics in a reheating furnace with the formation and growth of scale on the slab surface. Interna-tional Journal of Heat and Mass Transfer. 2010;53:4326-4332. https://doi.org/10.1016/J.IJHEATMASSTRANSFER.2010.05.061Filippova M.V., Peretyat'ko V.N., Temlyantsev M.V. Development and implementation of energy- and re-source-saving technologies for metal forming. Novosibirsk: SO RAN. 2016:269. EDN: VWWFLN. (In Russ.).Filippova M.V., Peretyat'ko V.N., Temlyantsev M.V. Development and implementation of energy- and re-source-saving technologies for metal forming. Novosibirsk: SO RAN. 2016:269. EDN: VWWFLN. (In Russ.).

The authors declare that there are no conflicts of interest present.